MDH80加工中心可靠性分析課題的來源、背景及研究意義
1.1課題的來源、背景及研究意義1.1.1課題的來源本課題來源于國家“高檔精工機床與基礎(chǔ)制造裝配”科技重大專項課題：錫柴重型 柴油發(fā)動機缸體、缸蓋柔性加工生產(chǎn)線示范工程。課題編號為“2013ZX04012071”。1.1.2課題的背景我國的重型柴油發(fā)動機的制造水平較低，它已經(jīng)成為制約國內(nèi)髙水平重型汽車發(fā)展 的重要因素。要制造出高水平的柴油發(fā)動機就必須要有高水平的發(fā)動機生產(chǎn)線。目前國 外發(fā)達國家的柴油發(fā)動機生產(chǎn)線都是柔性生產(chǎn)線系統(tǒng)，自動化水平很高，也很適用于現(xiàn) 代化市場的需要。但是國內(nèi)制造的發(fā)動機生產(chǎn)線與國外生產(chǎn)線還有很大差距，市場份額 僅占國內(nèi)市場的50%，而且關(guān)鍵精加工設(shè)備仍然需要進口。國內(nèi)生產(chǎn)線價格比國外的低， 但是其市場反映卻較差，其中一個關(guān)鍵原因是國內(nèi)生產(chǎn)線設(shè)備故障率較高、機床數(shù)量多 占的空間大。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)有的剛性生產(chǎn)線已經(jīng)不能滿足市場的需求。因此國內(nèi) 的柴油發(fā)動機生產(chǎn)商都開始使用柔性加工生產(chǎn)線。而加工中心是柔性柴油發(fā)動機生產(chǎn)線 上最重要的自動化設(shè)備，其可靠性水平嚴重影響整條生產(chǎn)線的可靠性水平。目前國產(chǎn)加工中心大部分還是屬于低端產(chǎn)品，在高端市場上很難與國外先進加工中 心競爭，也缺乏國際競爭力。因此國產(chǎn)加工中心利潤率低下，使國內(nèi)加工中心生產(chǎn)商難 以獲取足夠多的資金來發(fā)展技術(shù)，造成了惡性循環(huán)。而且進口國外加工中心會消耗大量 的外匯，并且嚴重擠壓國產(chǎn)加工中心的發(fā)展空間。造成這一現(xiàn)象的一個重要原因是國產(chǎn) 加工中心的可靠性水平低下。如果一臺加工中心可靠性低，即使其無故障時性能再優(yōu)越 也不能滿足用戶的正常生產(chǎn)需求。目前國外的加工中心的平均無故障時間有很多己經(jīng)超 過了一千小時，而國內(nèi)的同類型加工中心的平均無故障時間遠低于這個水平[1]。而且先 進的進口加工中心在用戶車間的調(diào)試時間很短，很快就能投入正常的生產(chǎn)運營之中。而 國產(chǎn)的加工中心需要反復(fù)調(diào)試，影響了用戶的正常生產(chǎn)，降低了用戶滿意度。為了減小這種差距，從“八五”攻關(guān)開始，我國開始重點發(fā)展可靠性技術(shù)，國內(nèi)的 加工中心研究人員為提高加工中心可靠性水平做出了不懈的努力，而且取得了良好的效 果。目前提高國產(chǎn)加工中心可靠性水平己經(jīng)被列入了國家中長期發(fā)展規(guī)劃之中。1.1.3本文的研究意義可靠性差的加工中心會降低用戶滿意度，很難開拓更大的市場空間。提高國產(chǎn)加工 中心的可靠性水平可以使國產(chǎn)加工中心和生產(chǎn)線具有更大的市場占有率，打響國產(chǎn)加工 中心的品牌，為振興中國的制造業(yè)做出貢獻。加工中心是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，而且每種加工中心都有其特殊性。因此每種型號 的加工中心都需要針對其特點做相應(yīng)的可靠性分析。加工中心十分龐大復(fù)雜，裝配起來 十分不易，難以像其他電子設(shè)備那樣做到足夠多的試驗。因此加工中心的可靠性分析需 要利用來自于生產(chǎn)線上的第一手故障數(shù)據(jù)。而國內(nèi)加工中心用戶對故障數(shù)據(jù)的管理和分 析水平還有待提高。本文會為故障數(shù)據(jù)的收集和管理制定相應(yīng)的規(guī)范，以提高用戶對故 障數(shù)據(jù)的管理水平。可靠性分析是一個長期的跟蹤產(chǎn)品的過程。比如加工中心從設(shè)計到生產(chǎn)再到使用直 到報廢要經(jīng)過幾年的時間，在這很長的時間里都要用到可靠性技術(shù)。本文將這段時間分 為三個部分：設(shè)計階段、制造裝配階段和用戶使用階段。其中設(shè)計階段和制造裝配階段 主要在機床廠中完成，使用階段在用戶車間內(nèi)完成。本文利用可靠性分配技術(shù)幫助加工 中心設(shè)計人員提高可靠性設(shè)計水平；同時利用故障模式分析和故障原因分析技術(shù)幫助加 工中心制造裝配人員找到制造裝配時的漏洞，提高制造裝配水平，并使加工中心提早結(jié) 束早期失效期，提高用戶滿意度；故障模式分析也可以找到加工中心可靠性薄弱環(huán)節(jié)， 為加工中心使用人員提供維修維護建議，預(yù)防新故障的發(fā)生，降低維修時間和費用，提 高生產(chǎn)效率。總之，本文從解決現(xiàn)有加工中心的故障和改進新加工中心的設(shè)計方案兩方面來對提 升國產(chǎn)MDH80加工中心可靠性水平。本文的研究工作可以為加工中心制造商和使用用 戶提供有效的參考意見，具有一定的實際工程應(yīng)用價值。